रोलिंग को ऑसिलेटरी मूवमेंट कहा जाता है जो जहाज अपने संतुलन की स्थिति के करीब बनाता है।
उतार-चढ़ाव कहा जाता है नि: शुल्क(शांत पानी पर), अगर वे इन दोलनों (हवा का झटका, तौलिये का झटका) के कारण बलों की समाप्ति के बाद पोत द्वारा प्रतिबद्ध हैं। प्रतिरोध बलों (वायु प्रतिरोध, जल घर्षण) की उपस्थिति के कारण, मुक्त दोलन धीरे-धीरे कम हो जाते हैं और रुक जाते हैं। उतार-चढ़ाव कहा जाता है मजबूर,यदि वे आवधिक परेशान करने वाली ताकतों (आने वाली तरंगों) की कार्रवाई के तहत किए जाते हैं।
रोलिंग को निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है (चित्र 8): आयाम- संतुलन की स्थिति से सबसे बड़ा विचलन; बड़े पैमाने पर- दो क्रमिक आयामों का योग; अवधि टी- दो पूरे जोरों पर बनाने का समय; त्वरण।
उभरती हुई जड़ता बलों के प्रभाव के कारण रोलिंग मशीनों, तंत्रों और उपकरणों के संचालन को जटिल बनाता है, जहाज के पतवार के मजबूत बंधनों पर अतिरिक्त भार पैदा करता है, और लोगों पर हानिकारक शारीरिक प्रभाव डालता है।
चावल। 8. रोलिंग पैरामीटर: 1 और θ 2 आयाम; 1 + 2 स्पैन।
साइड, कील और वर्टिकल पिचिंग में अंतर करें। पर रोलिंगपोत के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से गुजरने वाले अनुदैर्ध्य अक्ष के चारों ओर कंपन किए जाते हैं उलटना- अनुप्रस्थ के आसपास। छोटी अवधि और बड़े आयामों के साथ लुढ़कना तेज हो जाता है, जो तंत्र के लिए खतरनाक है और लोगों द्वारा सहन करना मुश्किल है।
शांत जल में जहाज के मुक्त दोलनों की अवधि सूत्र द्वारा निर्धारित की जा सकती है टी = सी (बी / √h,कहाँ पे में- बर्तन की चौड़ाई, मी; एच- अनुप्रस्थ मेटासेन्ट्रिक ऊंचाई, मी; से- मालवाहक जहाजों के लिए 0.78 - 0.81 के बराबर गुणांक।
यह सूत्र से देखा जा सकता है कि मेटाकेंट्रिक ऊंचाई में वृद्धि के साथ, पिचिंग अवधि कम हो जाती है। पोत को डिजाइन करते समय, वे मध्यम रोलिंग चिकनाई के साथ पर्याप्त स्थिरता प्राप्त करने का प्रयास करते हैं। लहरों में नौकायन करते समय, नाविक को जहाज के अपने दोलनों की अवधि और लहर की अवधि (जहाज पर चलने वाले दो पड़ोसी शिखरों के बीच का समय) पता होना चाहिए। यदि जहाज के प्राकृतिक दोलनों की अवधि लहर की अवधि के बराबर या उसके करीब है, तो एक प्रतिध्वनि घटना होती है, जिससे जहाज पलट सकता है।
पिचिंग करते समय, या तो डेक में बाढ़ आ सकती है, या जब धनुष या स्टर्न उजागर हो जाता है, तो वे पानी से टकराते हैं (स्लैमिंग)। इसके अलावा, पिचिंग के दौरान होने वाली त्वरण जहाज पर होने की तुलना में बहुत अधिक होती है। धनुष या स्टर्न में स्थापित तंत्र का चयन करते समय इस परिस्थिति को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
उसांस सहायक बलों में परिवर्तन के कारण लहर पोत के नीचे से गुजरती है। हीव पीरियड वेव पीरियड के बराबर होता है।
रोलिंग की कार्रवाई से अवांछनीय परिणामों को रोकने के लिए, शिपबिल्डर्स इसका उपयोग करते हैं जो योगदान करते हैं, यदि रोलिंग की पूर्ण समाप्ति के लिए नहीं, तो कम से कम इसके दायरे को मॉडरेट करने के लिए। यह समस्या विशेष रूप से यात्री जहाजों के लिए तीव्र है।
पिचिंग को मॉडरेट करने और डेक को पानी से भरने के लिए, कई आधुनिक जहाज धनुष और स्टर्न (सरासर) में डेक में महत्वपूर्ण वृद्धि करते हैं, धनुष फ्रेम के पतन को बढ़ाते हैं, और जहाजों को एक पूर्वानुमान और पूप के साथ डिजाइन करते हैं। वहीं टैंक पर लगे धनुष में वाटर ब्रेकिंग विजर्स लगाए गए हैं।
रोल को मॉडरेट करने के लिए, निष्क्रिय अनियंत्रित या सक्रिय नियंत्रित रोल स्टेबलाइजर्स का उपयोग किया जाता है।
निष्क्रिय शामक में शामिल हैं जाइगोमैटिक कील्स,जो जल प्रवाह रेखा (चित्र 9) के साथ चीकबोन क्षेत्र में पोत की लंबाई के 30 - 50% से अधिक स्थापित स्टील प्लेट हैं। वे डिजाइन में सरल हैं, पिचिंग आयाम को 15-20% तक कम करते हैं, लेकिन पोत की गति के लिए महत्वपूर्ण अतिरिक्त पानी प्रतिरोध प्रदान करते हैं, गति को 2-3% तक कम करते हैं।
चावल। 9. जाइगोमैटिक (पार्श्व) कील्स की कार्रवाई की योजना।
निष्क्रिय टैंक - ये पोत के किनारों के साथ स्थापित टैंक हैं और नीचे से अतिप्रवाह पाइपों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं, शीर्ष पर - एक वायु चैनल द्वारा एक अनप्लगिंग वाल्व के साथ जो पानी के अतिप्रवाह को अगल-बगल से नियंत्रित करता है। वायु चैनल के क्रॉस-सेक्शन को इस तरह से समायोजित करना संभव है कि रोलिंग के दौरान तरल देरी से एक तरफ से दूसरी तरफ बह जाए और इस तरह एक हीलिंग पल पैदा हो जो झुकाव का प्रतिकार करे। ये टैंक लंबी अवधि की पिचिंग व्यवस्था में प्रभावी हैं। अन्य सभी मामलों में, वे मध्यम नहीं होते हैं, बल्कि इसके आयाम को भी बढ़ाते हैं।
में सक्रिय टैंक (अंजीर। 10) पानी विशेष पंपों द्वारा पंप किया जाता है। हालांकि, पंप की स्थापना और एक स्वचालित उपकरण जो पंप के संचालन को नियंत्रित करता है, डिजाइन की लागत को काफी जटिल और बढ़ा देता है।
चावल। 10. सक्रिय शामक टैंक।
वर्तमान में, यात्री और अनुसंधान जहाजों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है सक्रिय पक्ष पतवार (अंजीर। 11), जो सामान्य प्रकार के पतवार होते हैं, लगभग क्षैतिज विमान में चीकबोन से थोड़ा ऊपर बर्तन के सबसे चौड़े हिस्से में स्थापित होते हैं। इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक मशीनों की मदद से, सेंसर से संकेतों द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो जहाज के झुकाव की दिशा और गति का जवाब देते हैं, उनके हमले के कोण को बदलना संभव है। इसलिए, जब जहाज को स्टारबोर्ड पर झुकाया जाता है, तो हमले के कोण को पतवारों पर इस तरह से सेट किया जाता है कि इस मामले में उत्पन्न होने वाली उठाने वाली ताकतें झुकाव के लिए पारस्परिक क्षण बनाती हैं। इस कदम पर पतवार की दक्षता काफी अधिक है। पिचिंग की अनुपस्थिति में, पतवार में विशेष निचे में पतवार हटा दिए जाते हैं ताकि अतिरिक्त प्रतिरोध पैदा न हो। पतवारों के नुकसान में कम गति (10 - 15 समुद्री मील से नीचे) पर उनकी कम दक्षता और उनके लिए स्वचालित नियंत्रण प्रणाली की जटिलता शामिल है।
चावल। 11. सक्रिय साइड रडर्स: ए - सामान्य दृश्य; बी - कार्रवाई की योजना; सी - साइड स्टीयरिंग व्हील पर अभिनय करने वाले बल।
मध्यम पिचिंग के लिए कोई स्टेबलाइजर्स नहीं हैं।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पानी के नीचे के जहाजों और जहाजों में एक छोटे से जलरेखा क्षेत्र के साथ व्यावहारिक रूप से रोलिंग का अनुभव नहीं होता है और इसलिए, इन जहाजों को उपकरणों से लैस करने के लिए इसे मॉडरेट करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
नौकायन करते समय, जहाज केवल समुद्र की उबड़-खाबड़ सतह पर लुढ़कने के अधीन होता है। एक शांत सतह (शांत पानी पर) के साथ, रोलिंग केवल कृत्रिम रूप से की जा सकती है। समुद्री लहरों का मुख्य कारण हवा की गतिज ऊर्जा है। लहरों में एक पोत का व्यवहार तरंगों की प्रकृति और पोत की विशेषताओं पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, इसकी स्थिरता, भार, पतवार का आकार, मुख्य आयाम, गति और गति की दिशा इस पलतरंग के संबंध में, जाइगोमैटिक कील आदि की उपस्थिति।
एक बर्तन की दोलन गति तीन प्रकार के रोलिंग का एक परस्पर संयोजन है: साइड, कील और वर्टिकल।
शांत जल में जहाज के लुढ़कने की अवधि सेकंड में, अर्थात्। वह समय जिसके दौरान जहाज झुका और खड़ा हो गया - प्राकृतिक दोलनों की अवधि, अनुमानित सूत्र द्वारा प्राप्त की जा सकती है
TQ = k B/, जहां गुणांक k = 0.77 - 0.8 जहाज के प्रकार और भार की स्थिति पर निर्भर करता है।
उलटना TY की अवधि के अनुमानित मूल्य और Tz . को गर्म करें
टीवाई \u003d टीजेड \u003d 2.4।
लहरों में लुढ़कने की एक महत्वपूर्ण विशेषता आयाम (क्षितिज के संबंध में पोत के झुकाव का सबसे बड़ा कोण) है। आयाम काफी हद तक शांत पानी में जहाज की गति की अवधि और लहर की अवधि के अनुपात पर निर्भर करता है।
तरंग अवधि - सेकंड में समय, जिसके दौरान लहर की आसन्न चोटियाँ या तली अंतरिक्ष में दिए गए बिंदु से गुजरती हैं (चित्र। 4.10)।
लहरों और लुढ़कने की अवधि के समानता या यहां तक कि करीबी मूल्यों के मामले में, प्रतिध्वनि सेट होती है और फिर जहाज के रोल का आयाम बड़े मूल्यों तक पहुंच जाता है।
चित्र 4.10 में दिखाई गई आदर्श लहर को वास्तविक समुद्री तरंगों के विपरीत "नियमित" कहा जाता है, जिसे "अनियमित" कहा जाता है और विभिन्न तरंग प्रणालियों के सुपरपोजिशन, उथले पानी, तट आदि के प्रभाव के परिणामस्वरूप प्राप्त होती है। .
लहरों में बर्तन का व्यवहार उसकी स्थिरता पर निर्भर करता है। एक बड़े मेटासेंट्रिक ऊंचाई वाले जहाज में अपेक्षाकृत कम अवधि और तेजी से लुढ़कने वाला जहाज होता है, एक छोटी मेटासेंट्रिक ऊंचाई वाला जहाज अधिक धीरे-धीरे दोलन करता है। इस कारण से, एक भारी भार के साथ एक टगबोट या बल्क कैरियर का रोलिंग, जिसमें अत्यधिक स्थिरता होती है, कंटेनर जहाज या यात्री जहाज पर लुढ़कने से कहीं अधिक खराब होता है। रोलिंग निश्चित रूप से एक हानिकारक घटना है, और संरचनाओं, तंत्र और लोगों पर इसके प्रभाव को कम करना एक जरूरी काम है। इन उद्देश्यों के लिए, जहाजों को बिल्ज कील्स, सक्रिय पतवार, स्थिर टैंक, जाइरोस्कोपिक डैम्पर्स से लैस किया जाता है, जो मुख्य रूप से रोल को कम करते हैं।
एक बार, कैलिस के बंदरगाह के प्रवेश द्वार पर, उसने हेल्समैन की बात मानने से पूरी तरह इनकार कर दिया।
पूरी गति से, बेसेमर एक पत्थर के घाट में दुर्घटनाग्रस्त हो गया। उसका धनुष मलबे के ढेर में बदल गया था।
बेसेमर ने अपने स्टीमर की मरम्मत नहीं की। उन्होंने जहाज निर्माण में सभी रुचि हमेशा के लिए खो दी।
बेसेमर के बाद, कई अन्वेषकों और वैज्ञानिकों ने स्टेबलाइजर्स के निर्माण पर काम किया। कई अलग-अलग प्रणालियों का प्रस्ताव दिया गया है। लेकिन केवल मकारोव (1848-1904)। उनमें से कुछ को जीवन का अधिकार प्राप्त हुआ और व्यापक रूप से उपयोग किया गया।
युद्धपोतों के लिए एक बहुत ही दिलचस्प प्रकार का स्टेबलाइजर 1894 में एक उत्कृष्ट नौसैनिक कमांडर और वैज्ञानिक, एडमिरल स्टीफन ओसिपोविच मकारोव द्वारा विकसित किया गया था।
मकरोव डैम्पर अपने डिवाइस की सादगी और सस्तेपन के कारण अन्य प्रणालियों के डैम्पर्स से अनुकूल रूप से भिन्न था और साथ ही, रोलिंग के लिए इसके मजबूत प्रतिरोध से। इसके बाद, फ्रैम डैपर, व्यापारी जहाजों के लिए बेहतर और अनुकूलित, दिखाई दिया। इसके उपकरण में दो टैंक होते हैं, जो जहाज के किनारों पर परिरक्षित होते हैं। ऊंचाई में, वे नीचे और डेक के बीच स्थित हैं। उनकी लंबाई दस मीटर से अधिक नहीं है। टैंक नीचे की ओर बिछाए गए पाइप या चैनल से जुड़े होते हैं। यह संचार करने वाले जहाजों की तरह निकलता है, जिसमें आधी ऊंचाई तक पानी डाला जाता है। शीर्ष पर, टैंक एक दूसरे के साथ एक वायु पाइप के साथ संचार करते हैं। पाइप के बीच में एक नियंत्रण वाल्व स्थापित किया गया है। इसके माध्यम से संपीड़ित हवा को या तो एक या दूसरे टैंक में पारित किया जा सकता है। यह शामक कैसे काम करता है?
एक आदमी की कल्पना करो जिसके कंधों पर जूआ है। पानी से भरी समान बाल्टियाँ घुमाव के सिरों से जुड़ी होती हैं। जब तक सिरे संतुलित होते हैं, तब तक व्यक्ति के लिए झूला झूलना आसान होता है। वह इसे पंप कर सकता है ताकि बाल्टी जमीन तक पहुंचे। अब हम एक और पूरी बाल्टी एक सिरे पर टांगेंगे। स्विंग की इतनी आसानी नहीं होगी। यह स्पष्ट है कि दो बाल्टियों वाला सिरा धीरे-धीरे ऊपर उठेगा और एक बड़ा
प्रयास। यदि हम अतिरिक्त बाल्टी को घुमाव के दूसरे छोर पर ले जाते हैं, तो हमें विपरीत तस्वीर मिलती है।
यह बकेट उदाहरण वह है जिसका उपयोग हम फ्रैम पेसिफायर के संचालन को समझने के लिए करते हैं। यहाँ स्टीमर दाईं ओर लुढ़क रहा है। फिर सारा पानी दाईं ओर आसुत किया जाता है, लेकिन तुरंत नहीं, बल्कि छोटे हिस्से में। यदि आप तुरंत ओवरटेक करते हैं, तो अपने वजन के साथ पानी केवल पिचिंग में मदद करेगा। और इसके विपरीत, यह आवश्यक है कि यह हस्तक्षेप करे। पानी को इस तरह से डिस्टिल्ड किया जाता है कि स्टारबोर्ड टैंक उस समय भर जाता है जब यह साइड ऊपर उठने लगती है। तब एक पूरी तरह से भरा हुआ टैंक एक घुमाव पर एक अतिरिक्त बाल्टी की तरह होगा। यह स्विंग को कम करेगा। फिर बाईं ओर लुढ़कना शुरू हो जाता है। पानी को उसी क्रम में बाईं ओर डिस्टिल्ड किया जाता है। जब बाईं ओर ऊपर की ओर उठना शुरू होता है, तो इस तरफ की पूरी तरह से भरी हुई टंकी हरकत में आ जाती है। यह पानी की एक अतिरिक्त बाल्टी को घुमाव के दूसरे छोर तक ले जाने जैसा है।
फ्रैम का शामक उपकरण।
इसलिए बारी-बारी से एक तरफ से दूसरी तरफ पानी चढ़ाने से झूला कई गुना कम हो जाता है।
1913 में रूसी बेड़े में फ्रैम टैंकों की कार्रवाई का परीक्षण किया गया था। यहाँ बताया गया है कि शिक्षाविद् ए.एन. क्रायलोव इसे कैसे याद करते हैं:
“एक विशेष आयोग का गठन किया गया था। उन्होंने न्याय किया, लगभग दस महीने तक पंक्तिबद्ध किया, लेकिन कुछ भी नहीं आया: कुछ का कहना है कि फ्रैम के शामक का उपयोग किया जाना चाहिए, दूसरों का कहना है कि फ्रैम के टैंक हानिकारक हैं, और हर कोई विदेशी पत्रिकाओं को संदर्भित करता है। अंत में, फरवरी 1913 में, मरीन ग्रिगोरोविच के मंत्री ने अपनी व्यक्तिगत अध्यक्षता में एक बैठक नियुक्त की। वह आयोग की परस्पर विरोधी राय सुनता है, जिसके कारण "कुछ नहीं हुआ, केवल समय बिताया।" और फिर वह मेरी ओर मुड़ता है:
क्यों भाई क्या कहते हो?
जबकि हमें विभिन्न जर्नल लेखों द्वारा निर्देशित किया जाएगा, हम कुछ भी नहीं आएंगे। हमें फ्रैम टैंकों से लैस एक जहाज ढूंढना होगा, उसमें अपने अधिकारियों का एक आयोग नियुक्त करना होगा, समुद्र में जाना होगा और व्यापक परीक्षण करना होगा, फिर हम अपना डेटा प्राप्त करेंगे - पूर्ण और सत्यापित।
मैं आपकी अध्यक्षता में ऐसा आयोग नियुक्त कर रहा हूं, जहाज की तलाश करें, जिसे आप चाहते हैं उसे अपने साथ ले जाएं, और एक सप्ताह में समुद्र में रहें।
क्रायलोव आयोग ने उल्का स्टीमशिप पर परीक्षण करने के बाद, दृढ़ता से साबित कर दिया कि फ्रैम टैंकों से लाभ है। विभिन्न प्रकार की नौकायन स्थितियों में टैंकों का परीक्षण किया गया था: समुद्र में हल्की सूजन से लेकर बारह-सूत्री तूफान तक। टैंकों की क्षमता पोत के विस्थापन का केवल डेढ़ प्रतिशत थी, और पिचिंग रेंज तीन और चार के कारक से कम हो गई थी। अब ऐसे टैंकों को भरना स्वचालित रूप से किया जाता है, और इसलिए उन्हें सक्रिय कहा जाता है।
जाइरोस्कोपिक स्टेबलाइजर्स, या जाइरोस्कोप भी हैं। मुख्य हिस्साजाइरोस्कोप - एक भारी डिस्क जो प्रति मिनट 3000 क्रांतियों की गति से एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमती है। धुरी को एक बड़े फ्रेम में मजबूती से तय किया गया है, जिसके समर्थन जहाज के पतवार के साथ अभिन्न हैं। इन समर्थनों पर फ्रेम ठीक उसी तरह से चलता है जैसे बेसेमर स्टीमर का "बॉक्स" इसके फ्रेम पर लहराता है।
जब तक कोई पिचिंग न हो, डिस्क की धुरी अपनी ऊर्ध्वाधर स्थिति बनाए रखती है। लेकिन यहीं से रोल शुरू होता है। यहां, डिस्क को घुमाते हुए एक इलेक्ट्रिक मोटर को तुरंत गति में सेट किया जाता है। डिस्क स्पिनिंग टॉप बन जाती है, जैसे हम बचपन में खेलते थे। और, कोई फर्क नहीं पड़ता कि डिस्क लुढ़कने से कैसे झुकती है, इसकी ऊर्ध्वाधर धुरी, किसी भी शीर्ष की धुरी की तरह, अपनी पिछली ऊर्ध्वाधर स्थिति को बनाए रखती है। यह वह जगह है जहाँ जाइरोस्कोप खेल में आता है।
मान लीजिए कि जहाज का स्टारबोर्ड वाला हिस्सा तेजी से पानी की ओर झुक रहा है। इसके साथ ही डिस्क का वर्टिकल एक्सिस भी झुकना चाहिए। लेकिन वह, एक शीर्ष की संपत्ति से, इस तरह के झुकाव का डटकर विरोध करती है। और इसलिए, धुरी फ्रेम पर दबाती है और फ्रेम के माध्यम से - जहाज के पतवार पर। और यह बर्तन के झुकाव के ठीक विपरीत दिशा में दबाता है। तो जाइरोस्कोप जहाज की पिचिंग को नियंत्रित करता है।
हाल ही में, वे नए पिचिंग डैम्पर्स - जाइगोमैटिक रडर्स के साथ आए।
यह तथाकथित निष्क्रिय जाइरो डैपर है। में हाल ही मेंअधिक बार वे एक सक्रिय जाइरो स्पंज लगाते हैं। उसके पास एक फ्रेम है
अपने आप से नहीं, बल्कि एक विशेष इलेक्ट्रिक मोटर की मदद से समर्थन पर झूलता है। इससे फ्रेम सपोर्ट पर दबाव बढ़ जाता है, जो बर्तन के रोल का प्रतिकार करता है।
जाइरोस्कोप एक बहुत बड़ी मशीन है। डिस्क का व्यास चार मीटर तक पहुंचता है। इसलिए, जाइरोस्कोप के लिए एक विशेष बड़ा कमरा आवंटित किया जाता है।
जाइरोस्कोप से लैस जहाज पर, पिचिंग लगभग महसूस नहीं होती है। लेकिन दूसरी ओर, जाइरोस्कोप एक बहुत ही जटिल और महंगा तंत्र है, और इसलिए इसे अभी तक शांत पिचिंग के लिए व्यापक वितरण नहीं मिला है। परंतु
जाइरोस्कोप के विचार का व्यापक रूप से विभिन्न उपकरणों के निर्माण में उपयोग किया जाता है।
हाल ही में, वे नए पिचिंग डैम्पर्स लेकर आए। ये जाइगोमैटिक नियंत्रित पतवार हैं। वे पार्श्व कीलों से मिलते जुलते हैं। लेकिन साइड कील्स पतवार से जुड़ी होती हैं। और जाइगोमैटिक पतवारों को एक विशेष मोटर द्वारा स्वचालित रूप से ऊपर और नीचे घुमाया जा सकता है। उन्हें हमेशा सबसे लाभप्रद स्थिति में रखा जाता है, ताकि वे, एक हवाई जहाज के पंखों की तरह, जहाज की गति पर लिफ्ट का निर्माण करें। यह वह बल है जो रोल को रोकता है। इन डैम्पर्स के साथ अनुभव से पता चला है कि वे केवल उच्च गति वाले जहाजों के लिए ही अच्छे हैं। जब कोई पिचिंग नहीं होती है, तो पतवार को विशेष "जेब" में, पतवार में वापस ले लिया जाता है। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि वे पोत की गति को धीमा न करें।
डैम्पर्स के बारे में यहाँ जो कुछ भी कहा गया है वह रोलिंग को संदर्भित करता है। और पिचिंग को कम करने के लिए क्या किया जा रहा है? यहां, विशेष pacifiers का उपयोग नहीं किया जाता है। डिजाइनरों के प्रयासों का उद्देश्य यदि संभव हो तो पोत के धनुष के सतह भाग के आकार में सुधार करना है। उदाहरण के लिए, वे उसे पक्षों की ओर "पतन" कर देते हैं, ताकि जहाज लहर पर चढ़ते हुए, "कम" हो जाए,
§ 12. जहाजों की समुद्री योग्यता। भाग 2
पोत की अस्थिरता सुनिश्चित करने की डिग्री उसके उद्देश्य पर निर्भर करती है। हाँ, पर दीवानी अदालतेंबल्कहेड्स की संख्या और उनका स्थान कार्गो लोड करने की सुविधा, उनके बन्धन की विश्वसनीयता और होल्ड में उनके साथ काम करने की क्षमता के साथ-साथ इस शर्त से निर्धारित होता है कि जहाज मशीनरी और तंत्र स्वतंत्र रूप से डिब्बों में रखे गए हैं और यह होगा उनकी सेवा करने में सुविधा हो। दूसरी ओर, यूएसएसआर के रजिस्टर के मानदंडों का पालन करना आवश्यक है, जिसके अनुसार, समुद्र में मानव जीवन को बचाने के लिए अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन के आधार पर, मालवाहक जहाज, जब किसी एक डिब्बे में बाढ़ आती है, और यात्री जहाजों, जब किन्हीं दो और यहां तक कि आसन्न डिब्बों में बाढ़ आ जाती है, तो जहाज की किसी भी स्थिति में प्रभावी जलरेखा से बल्कहेड डेक की साइड लाइन तक कम से कम 75 मिमी फ्रीबोर्ड ऊंचाई को बनाए रखना चाहिए (चित्र 18)।चावल। 18. एक ट्रिम के साथ एक पोत के फ्रीबोर्ड की न्यूनतम ऊंचाई।
बल्कहेड डेक या उछाल वाला डेकडेक कहा जाता है, जिसमें अनुप्रस्थ जलरोधक बल्कहेड ऊंचाई में लाए जाते हैं।
अनुदैर्ध्य अभेद्य बल्कहेड वाले जहाजों पर (पर यात्री जहाजऔर नौसेना के जहाज), पक्ष के पानी के नीचे के हिस्से में एक छेद और साइड डिब्बों की बाढ़ की स्थिति में, क्षतिग्रस्त पक्ष की ओर एक साथ ट्रिमिंग और हीलिंग क्षण बनते हैं। जहाज पर अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ बल्कहेड का स्थान चुनते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।
डिब्बे में जहाज का विभाजन ऐसा होना चाहिए कि एक साइड होल की स्थिति में, जहाज की उछाल अपनी स्थिरता से पहले समाप्त हो जाए: जहाज को बिना पलटे डूबना चाहिए।
पोत को सीधा करने के लिए, जिसमें डिब्बों में बाढ़ से प्राप्त एक रोल और ट्रिम होता है, साथ ही इस मामले में घटती स्थिरता को बहाल करने के लिए, समान परिमाण के साथ पूर्व-चयनित डिब्बों के जबरन काउंटर-फ्लडिंग को किया जाता है, लेकिन रिवर्स वैल्यू के साथ, किया जाता है बाहर। उदाहरण के लिए, यदि एक जहाज को बंदरगाह की तरफ एक रोल मिला है और एक छेद से धनुष को ट्रिम किया गया है, तो इसे सीधा करने के लिए, स्टारबोर्ड की तरफ पिछाड़ी डिब्बे को एक समान क्षण के साथ भरना आवश्यक है। एक सीधा जहाज, निश्चित रूप से, अतिरिक्त मसौदा प्राप्त करेगा, लेकिन बहाल स्थिरता के साथ यह अपनी समुद्री योग्यता (और जहाज) को बनाए रखना जारी रखेगा लड़ने के गुण, यानी, पैंतरेबाज़ी करने और बंदूकों से फायर करने, रॉकेट लॉन्च करने के लिए)।
1875 में, उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक और नाविक एस. 1903 में, इस विचार का उपयोग तत्कालीन युवा वैज्ञानिक, अधिकारी, बाद में एक उत्कृष्ट सोवियत जहाज निर्माता, शिक्षाविद ए.एन. क्रायलोव द्वारा युद्धपोतों पर व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए किया गया था। उन्हें विशेष टेबल की पेशकश की गई जिसे कहा जाता है टेबल और अस्थिरता, जिसके अनुसार, जहाज पर सभी डिब्बों के लिए, एक या एक समूह के बाढ़ आने पर होने वाले हीलिंग और ट्रिम पलों की गणना पहले से की जाती थी, और क्षणों को पूर्व निर्धारित किया जाता था और डिब्बों को इस मामले में सीधा करने के लिए बाढ़ की जानी चाहिए जहाज का संकेत दिया गया है। तालिकाओं का उपयोग करते हुए, एक कठिन युद्ध की स्थिति में, आप उस जहाज को जल्दी से समतल कर सकते हैं जिसने एक छेद प्राप्त किया है और इसके खोए हुए लड़ाकू गुणों को बहाल कर सकता है। अब प्रत्येक जहाज के लिए अस्थिरता तालिका तैयार की जानी चाहिए।
बाद में, शिक्षाविद यू। ए। शिमांस्की, प्रोफेसर वीजी व्लासोव और अन्य सोवियत वैज्ञानिकों के काम के माध्यम से, जहाज की अस्थिरता के विज्ञान को इस तरह से विकसित किया गया था कि जहाज की मृत्यु से युद्ध के नुकसान के दौरान स्थिरता के नुकसान से जहाज की मृत्यु हो गई। पतवार व्यावहारिक रूप से बाहर रखा गया है।
पिचिंगजहाज - थरथरानवाला आंदोलन जो जहाज अपने संतुलन की स्थिति के बारे में करता है। शिप रोलिंग तीन प्रकार की होती है:
लेकिन) खड़ा- समय-समय पर अनुवाद संबंधी आंदोलनों के रूप में ऊर्ध्वाधर विमान में पोत के दोलन;
बी) सवार(या पार्श्व) - कोणीय विस्थापन के रूप में तख्ते के तल में पोत का कंपन;
में) उलटना(या अनुदैर्ध्य) पिचिंग - व्यास के विमान में पोत के दोलन, कोणीय विस्थापन के रूप में भी। जब कोई पोत किसी खुरदरी पानी की सतह पर नेविगेट कर रहा होता है, तो तीनों प्रकार के रोलिंग अक्सर एक साथ या विभिन्न संयोजनों में होते हैं। वेव रन के संबंध में पोत की गति की दिशा से पोत की सभी प्रकार की गति पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जहाज की पिचिंग उसके प्रदर्शन और समुद्री योग्यता पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है।
हम पिचिंग के हानिकारक प्रभावों को सूचीबद्ध करते हैं:
ए) आवधिक वृद्धि और पोत के छोरों की लहर में डूबना, आंदोलन के लिए अतिरिक्त प्रतिरोध और पानी से प्रोपेलर के बाहर निकलने का कारण बनता है, जिससे इसके स्टॉप का नुकसान होता है और गति में कमी, ईंधन की खपत में वृद्धि होती है , डेक की बाढ़ और पोत की रहने की स्थिति में गिरावट;
बी) ऐसी स्थितियों का निर्माण जो पार्श्व स्थिरता के नुकसान के कारण जहाज के पलटने का कारण बन सकती हैं;
ग) मशीनों और तंत्रों की परिचालन स्थितियों में गिरावट, साथ ही लहरों के प्रभाव से मजबूत पतवार बंधनों पर अतिरिक्त भार और रोलिंग से उत्पन्न होने वाली जड़ता बलों की कार्रवाई;
डी) जहाजों पर तोपखाने या टारपीडो आग की प्रभावशीलता में कमी, रॉकेट लांचर के संचालन में कठिनाई;
ई) लोगों पर हानिकारक शारीरिक प्रभाव (समुद्री बीमारी)।
गति में एक जहाज के दो प्रकार के दोलनों के बीच अंतर करने की प्रथा है: नि: शुल्क(शांत पानी पर), जो उन बलों की समाप्ति के बाद जड़ता से होता है जो उन्हें पैदा करते हैं, और मजबूर, जो समुद्र की लहरों जैसे बाहरी समय-समय पर लागू बलों के कारण होते हैं।
चावल। 19. रोलिंग विशेषताएँ: ए - आयाम; बी - रेंज; इन - पिचिंग अवधि।
जहाज की पिचिंग का मुख्य कारण उस पर लहरों, उछाल और स्थिरता बलों की एक साथ कार्रवाई है। पोत की आवधिक दोलन गति के रूप में रोलिंग की मुख्य विशेषताएं हैं: आयाम, अवधि और रोलिंग की अवधि (चित्र 19)।
पिचिंग आयामपोत का अपनी मूल स्थिति से सबसे बड़ा विचलन कहा जाता है, जिसे डिग्री में मापा जाता है।
रोल स्पैन- दो लगातार आयामों का योग (दोनों तरफ जहाज का झुकाव)।
रोलिंग अवधि- दो लगातार झुकावों के बीच का समय, या वह समय जिसके दौरान जहाज दोलन का एक पूरा चक्र बनाता है, उस स्थिति में लौटता है जिस पर गिनती शुरू हुई थी।
जहाज के रोल की अवधि रोल की प्रकृति को प्रभावित करती है: लंबी अवधि के साथ, रोल चिकना होता है, इसके विपरीत, छोटी अवधि के साथ, रोल झटकेदार होता है, जिससे गंभीर परिणाम होते हैं।
रोल अवधि (सेकंड में) की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
जहां k पोत के प्रकार के आधार पर एक गुणांक है; इसका मान 0.74/0.80 के भीतर है;
बी - वर्तमान जलरेखा के साथ पोत की अनुमानित चौड़ाई, मी;
एच 0 - प्रारंभिक अनुप्रस्थ मेटासेंट्रिक ऊंचाई, मी।
दिए गए मूल्य से यह देखा जा सकता है कि बड़ी स्थिरता वाले जहाज में तेजी से रोलिंग होती है, जो इसके संचालन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।
एक शांत रोन पर नि: शुल्क हीविंग की अवधि (सेकंड में) अनुमानित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है
और पिचिंग - सूत्र के अनुसार
जहां टी 0 जहाज का मसौदा है, एम।
जब एक पोत खुरदरे पानी पर नौकायन कर रहा होता है, क्योंकि जहाज पानी की गति से दूर हो जाता है और कुछ हद तक कक्षीय गति में भाग लेने वाला एक सतह कण होता है, पोत पर लागू भार बलों, उत्प्लावक बलों और जड़ता बलों का परिणाम होता है पानी की ढलान के लिए सामान्य के साथ निर्देशित। तरंग प्रोफ़ाइल में परिवर्तन पोत के पानी के नीचे की मात्रा के आकार और इसके परिमाण में लगातार परिलक्षित होता है, जिससे पोत के मजबूर दोलन होते हैं।
नतीजतन, जहाज के मजबूर दोलनों की प्रकृति तरंग प्रोफ़ाइल पर निर्भर करती है, और उनकी अवधि हमेशा लहर अवधि के बराबर होती है। जहाज के रोल को कम करने के लिए, कई उपाय किए जाते हैं, जिन्हें सशर्त रूप से सामान्य और विशेष में विभाजित किया जाता है। सामान्य उपायों में शामिल हैं जहाज के सैद्धांतिक चित्र के रूप का तर्कसंगत विकल्प, और विशेष - संरचनाओं की स्थापना - स्थिरिकारी, ऐसे क्षणों का निर्माण करना जो जहाज के लुढ़कने का प्रतिकार करते हैं।
जहाज की बाढ़ को कम करने और लहर में उसके छोरों के विसर्जन के उद्देश्य से सामान्य उपाय हैं: डेक सरासर, धनुष फ्रेम के ऊपरी हिस्से का विस्तार, जो पक्षों के पतन के साथ-साथ पानी की स्थापना का निर्माण करता है- ऊपरी डेक के धनुष भाग में चंदवा तोड़ना, जो जहाज को कवर करने वाली लहर को नष्ट कर देता है और इसे पक्षों की ओर मोड़ देता है।
सबसे प्रतिकूल और खतरनाक रोलिंग को शांत करने के लिए, विशेष उपायों का उपयोग किया जाता है, जिसमें स्टेबलाइजर्स की स्थापना शामिल होती है, जिन्हें विभाजित किया जाता है निष्क्रियऔर सक्रिय. पूर्व की कार्रवाई पोत की रॉकिंग ऊर्जा के उपयोग पर आधारित है, बाद की कार्रवाई बाहरी ऊर्जा स्रोतों के उपयोग पर आधारित है, उन्हें कृत्रिम रूप से नियंत्रित किया जाता है। सबसे सरल और सबसे प्रभावी पिच डैम्पर्स पर विचार करें।
1) पार्श्व (जाइगोमैटिक) कील्स(अंजीर। 20) सबसे सरल निष्क्रिय डैम्पर्स हैं, जो जलरेखा क्षेत्र के 4% तक के क्षेत्र के साथ प्लेटों के रूप में संलग्नक के रूप में होते हैं। इन प्लेटों को जल प्रवाह रेखा के साथ पतवार के मध्य भाग में ठुड्डी पर सामान्य रूप से स्थापित किया जाता है, पोत की लंबाई का 40% तक। इन कीलों के संचालन का सिद्धांत जहाज को हिलाने के क्षण के विपरीत क्षण बनाना है। इस तरह के साइड कील्स की कार्रवाई के तहत, रोल आयाम 50% तक कम हो जाता है।
2) जहाज पर निष्क्रिय टैंक(अंजीर। 21) टैंकों के बीच पानी के अतिप्रवाह को नियंत्रित करने वाले वाल्व के साथ पानी और वायु चैनलों से जुड़े साइड टैंक के रूप में जहाजों के संचार के सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थित होते हैं। वाल्व पानी को इस तरह से नियंत्रित करता है कि यह बर्तन के रोल के साथ नहीं रहता है, लेकिन पीछे चल रहा है, बढ़ती तरफ की ओर जड़ता से बह जाएगा, जब टैंक में पानी का क्षण, झुकाव का विरोध करता है पोत, इसकी पिचिंग को शांत करता है।
चावल। 20. साइड कील्स और उनका डिज़ाइन।
ये टैंक प्रदान करते हैं अच्छे परिणामकेवल प्रतिध्वनि के करीब पिचिंग मोड पर डैम्पर्स के रूप में। अन्य सभी मामलों में, वे लगभग रोल को मॉडरेट नहीं करते हैं, और यहां तक कि इसके आयाम को भी बढ़ाते हैं।
चावल। 21. जहाज पर निष्क्रिय टैंक और उनमें तरल की स्थिति जब जहाज लहर के साथ प्रतिध्वनित हो रहा हो।
3) ऑनबोर्ड सक्रिय टैंकचैनलों से जुड़े एक ही जहाज पर टैंक हैं, लेकिन पानी स्वचालित रूप से नियंत्रित पंपों के प्रभाव में उनमें बहता है। ये टैंक पोत की गति के सभी तरीकों में प्रभावी ढंग से काम करते हैं। सक्रिय टैंकों में पानी का भार (आमतौर पर ताजे पानी या ईंधन के लिए उपयोग किया जाता है) पोत के विस्थापन का लगभग 4% होना चाहिए।
4) नियंत्रित साइड पतवार(चित्र 22) सक्रिय स्टेबलाइजर्स हैं और उस क्षेत्र में पतवार के पानी के नीचे के हिस्से में स्थापित होते हैं जहां पोत की चौड़ाई सबसे बड़ी होती है।
चित्र 22 बाईं ओर के नियंत्रित साइड पतवारों के संचालन की योजना, 1 - नियंत्रण उपकरण; 2 - नियंत्रण प्रणाली; 3 - पतवार ड्राइव; 4 - पतवार के लिए निचे; 5 - बाईं ओर पतवार पंख; 6 - स्टारबोर्ड पतवार पंख। वी-गति और आने वाले प्रवाह की दिशा; पी - भारोत्तोलन बल; एफ - ललाट प्रतिरोध।
पतवार की शिफ्ट स्वचालित रूप से की जाती है: चढ़ाई के लिए - जलमग्न बोर्ड पर, गोताखोरी के लिए - पोत के पॉप-अप बोर्ड पर। पतवारों पर उत्पन्न होने वाली भारोत्तोलन बल जहाज के झुकाव के विपरीत एक क्षण का निर्माण करते हैं, जो पिचिंग आयाम को उसके आकार के चार गुना तक नियंत्रित करता है। चूंकि पतवार की लिफ्ट नाव की गति पर निर्भर करती है, साइड पतवार केवल तेज नावों पर ही प्रभावी होते हैं।
पिचिंग की अनुपस्थिति में, पोत की गति के लिए अतिरिक्त प्रतिरोध को खत्म करने और साइडबोर्ड को मूरिंग करते समय पतवारों के टूटने को रोकने के लिए, साइड रडर्स को पोत के पतवार के अंदर विशेष निचे में हटा दिया जाता है।
चावल। 23. जाइरोस्कोपिक स्टेबलाइजर के उपकरण की योजना। 1 - जाइरोस्कोप; 2 - जाइरोस्कोप फ्रेम; 3 - शरीर के साथ फ्रेम को संरचनात्मक रूप से जोड़ने वाले ट्रनियन; 4 - एक उपकरण जो जाइरोस्कोप के फ्रेम को घुमाता या धीमा करता है।
5) जाइरोस्कोपिक स्पंज(चित्र 23) जाइरोस्कोपिक प्रभाव के उपयोग पर आधारित है - जाइरोस्कोप की संपत्ति अपने रोटेशन की धुरी को अपरिवर्तित रखने के लिए। जाइरोस्कोपिक पल काफी हद तक हीलिंग पल की भरपाई करता है, पिचिंग आयाम को कम करता है। स्पंज एक चक्का है जो जहाज के पतवार से जुड़े फ्रेम में घूमता है।
जब पोत लुढ़कता है, तो जाइरोस्कोप फ्रेम अनायास डीपी में झूल जाता है। यदि फ्रेम के इन झूलों को ब्रेक दिया जाता है या एक विशेष इलेक्ट्रिक मोटर की मदद से फ्रेम को मोड़ने के लिए मजबूर किया जाता है, तो यह ट्रूनियन पर अतिरिक्त दबाव डालेगा, जिससे एक जोड़ी बनती है जो पोत के रॉकिंग का प्रतिकार करती है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी पनडुब्बी "जॉर्ज वाशिंगटन" पर ऐसा स्टेबलाइजर (20 टन वजन वाले चक्का के साथ) स्थापित किया गया है।
प्रबंधन क्षमतापोत की गति की दी गई दिशा को बनाए रखने या पतवार की शिफ्टिंग के अनुसार इसे बदलने की क्षमता को कहा जाता है। नियंत्रणीयता की विशेषता है, एक ओर, पोत की गति पर बाहरी ताकतों की कार्रवाई का सामना करने की क्षमता से, जो आंदोलन की दी गई दिशा को बनाए रखना मुश्किल बनाता है, - पाठ्यक्रम स्थिरताऔर, दूसरी ओर, जहाज की दिशा बदलने और घुमावदार रास्ते पर चलने की क्षमता - इस क्षमता को कहा जाता है चुस्त.
इस प्रकार, जहाज की नियंत्रणीयता इन दोनों गुणों को संदर्भित करती है, जो विरोधाभासी हैं। इसलिए, यदि आप मुख्य आयामों के ऐसे अनुपात के साथ एक जहाज बनाते हैं जो इसे पाठ्यक्रम पर ठोस स्थिरता प्रदान करेगा, तो जहाज में खराब चपलता होगी। इसके विपरीत, यदि जहाज में अच्छी चपलता है, तो यह अस्थिर और पाठ्यक्रम पर प्रफुल्लित होगा। जहाज बनाते समय, इसे ध्यान में रखना और इनमें से प्रत्येक गुण के लिए इष्टतम मूल्य चुनना आवश्यक है ताकि जहाज में सामान्य नियंत्रणीयता हो।
रास्ते से हटनाबाहरी ताकतों के प्रभाव में पोत की क्षमता को पाठ्यक्रम से अनायास विचलित करने के लिए कहा जाता है। यह माना जाता है कि जहाज पाठ्यक्रम पर स्थिर है, अगर इसे रखने के लिए, पतवार की शिफ्ट की संख्या 4-6 प्रति मिनट से अधिक नहीं होती है और जहाज पाठ्यक्रम से 2-3 ° से अधिक नहीं भटकने का प्रबंधन करता है।
पाठ्यक्रम पर पोत की स्थिरता और उसकी चपलता सुनिश्चित करने के लिए, पोत के स्टर्न में पतवार लगाए जाते हैं। जब पतवार को बोर्ड पर स्थानांतरित किया जाता है, तो बलों की एक जोड़ी का एक क्षण उत्पन्न होता है, पोत को गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से गुजरते हुए एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घुमाता है, जिस दिशा में पतवार को स्थानांतरित किया जाता है (चित्र 24)।
चावल। 24. पतवार को स्थानांतरित करने पर जहाज पर कार्य करने वाले बलों की योजना। एन पतवार ब्लेड पर पानी के दबाव की ताकतों का परिणाम है; l पोत को घुमाने वाले बलों की एक जोड़ी की भुजा है; क्यू - बहाव बल; एफ - पोत की गति के लिए ललाट प्रतिरोध।
आइए परिणामी एन को जहाज के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में स्थानांतरित करें - बिंदु जी, इसकी दिशा और परिमाण को बदले बिना, और विपरीत दिशा में दूसरा बल एन लागू करें। परिणामी बलों की जोड़ी एक क्षण Mp = Nl बनाती है, जो जहाज को सीधी दिशा से पतवार शिफ्ट की ओर विक्षेपित करती है।
हम विपरीत दिशा के बल एन को दो घटकों में विघटित करते हैं: एफ - साथ में निर्देशित बल - जहाज की गति के विपरीत, और ड्रैग बनाना, जिससे जहाज की गति लगभग 25-50% कम हो जाती है; क्यू डीपी के लंबवत कार्य करने वाला बहाव बल है और पोत को एक अंतराल के साथ आगे बढ़ने का कारण बनता है, जो पानी के प्रतिरोध से जल्दी बुझ जाता है।
यदि एक निश्चित गति से चलने वाले जहाज के पतवार को बोर्ड पर छोड़ दिया जाता है, तो जहाज के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र (जिसके चारों ओर यह घूमता है) अपने प्रक्षेपवक्र को एक सीधी रेखा से एक वक्रता में बदलना शुरू कर देगा, धीरे-धीरे एक चक्र में बदल जाएगा। निरंतर व्यास डी सी, जिसे कहा जाता है परिसंचरण व्यास, और इस तरह के प्रक्षेपवक्र के साथ जहाज की आवाजाही - पोत परिसंचरण(चित्र 25)।
जहाज की लंबाई में व्यक्त परिसंचरण व्यास, जहाज की चपलता को निर्धारित करता है। पोत को अच्छी तरह से चुस्त माना जाता है यदि डी सी = (3/5) एल। परिसंचरण व्यास जितना छोटा होगा, पोत की चपलता उतनी ही बेहतर होगी। पतवार की शिफ्ट के समय और जहाज के 90 ° मुड़ने से पहले, जहाज द्वारा अपने CG के बीच की दूरी को उसके आंदोलन की सीधी रेखा के साथ मापा जाता है, उसे कहा जाता है आगे बढ़ाने.
चावल। 25. पोत परिसंचरण। डी सी - स्थिर परिसंचरण का व्यास; डी टी - सामरिक परिसंचरण व्यास; , सी - बहाव कोण।
मोड़ की शुरुआत में व्यास विमान की स्थिति के बीच की दूरी और जहाज के पाठ्यक्रम में 180 ° से बदलाव के बाद, आंदोलन की मूल दिशा के लंबवत मापा जाता है, कहा जाता है सामरिक परिसंचरण व्यास, जो आमतौर पर डी टी \u003d (0.9 / 1.2) डी सी है। डीपी की स्थिति और परिसंचरण के दौरान जहाज के प्रक्षेपवक्र के स्पर्शरेखा द्वारा गठित कोण, बिंदु जी के माध्यम से खींचा जाता है, कहलाता है बहाव कोणमें।
जब पोत संचलन में चलता है, तो उसमें पतवार शिफ्ट के विपरीत बोर्ड पर एक रोल होता है। हीलिंग पल बलों की एक जोड़ी से बनता है: जहाज के सीजी में लागू केन्द्रापसारक जड़ता बल, और हाइड्रोडायनामिक दबाव बल लगभग मसौदे के बीच में लागू होता है। हीलिंग कोण 5L के संचलन व्यास पर अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है, और बड़ा हो जाता है, पोत की गति जितनी अधिक होती है और परिसंचरण व्यास छोटा होता है, और इन मापदंडों में वृद्धि से पोत का आकार बढ़ सकता है।
चलने योग्यतापोत को मुख्य इंजनों की एक निश्चित शक्ति की कीमत पर एक निश्चित गति से आगे बढ़ने की क्षमता कहा जाता है।
जब पोत चलता है, तो पानी और वायु प्रतिरोध की ताकतें तुरंत उस पर कार्य करना शुरू कर देती हैं, जो उसके आंदोलन के विपरीत दिशा में निर्देशित होती है, जो प्रणोदक के लगातार दबाव से दूर होती है।
इन प्रतिरोधों की नियमितता से संबंधित मुद्दों का अध्ययन, इंजन शक्ति के न्यूनतम व्यय के साथ गति की उपलब्धि सुनिश्चित करते हुए, जहाज के सबसे तर्कसंगत रूप को चुनना संभव बनाता है।
पोत की गति का प्रतिरोध इसकी गति में वृद्धि के साथ बढ़ता है और व्यक्तिगत प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है। जल प्रतिरोध से बना है:
ए) आकार प्रतिरोध या भंवर प्रतिरोध आरएफ, पतवार के जलमग्न हिस्से के आकार और स्टर्न के पीछे बनाए गए पानी के भंवर संरचनाओं के आधार पर, जो जहाज से दूर होकर, उनके द्वारा अधिग्रहित घूर्णी गति की जनशक्ति को दूर ले जाते हैं उन्हें। पोत का पतवार जितना अधिक भरा होता है और उसकी सुव्यवस्थितता जितनी खराब होती है, उतने ही अधिक भंवर और प्रतिरोध उतना ही अधिक होता है;
चावल। 26. पोत की गति से उत्पन्न होने वाली तरंगों की प्रणाली। 1, 2 - अलग-अलग स्टर्न और धनुष, क्रमशः; 3, 4 - अनुप्रस्थ धनुष और कठोर, क्रमशः।
बी) घर्षण प्रतिरोध आर टी, जो पोत की गति और पानी में डूबे हुए पतवार के हिस्से की सतह के आकार पर निर्भर करता है। घर्षण प्रतिरोध इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि पतवार की जलमग्न सतह के संपर्क में पानी के कण इससे चिपक जाते हैं और बर्तन की गति प्राप्त कर लेते हैं। पानी की पड़ोसी परतें भी हिलने लगती हैं, लेकिन जैसे-जैसे वे पतवार की सतह से दूर जाती हैं, उनकी गति धीरे-धीरे कम होती जाती है और पूरी तरह से गायब हो जाती है। इस प्रकार, शरीर के डूबे हुए हिस्से की सतह पर एक तथाकथित सीमा परत बनती है, जिसके क्रॉस सेक्शन में पानी का वेग समान नहीं होता है। प्रयोगात्मक रूप से, सूत्र प्राप्त किए गए थे जिनके द्वारा जहाज की सतह का घर्षण निर्धारित किया जाता है।
सतह खुरदरापन घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिसे अतिरिक्त रूप से ध्यान में रखा जाता है।
घर्षण प्रतिरोध के लिए बड़ा प्रभावपानी में रहने वाले शैवाल, गोले और अन्य जीवों के साथ पतवार के पानी के नीचे के हिस्से को खराब कर देता है, जिससे पतवार और पानी के बीच घर्षण बढ़ जाता है। ऐसे मामले ज्ञात होते हैं, जब पानी के नीचे की सतह की सफाई के 4-5 महीने बाद, फाउलिंग के कारण जहाज की गति 4-5 समुद्री मील कम हो जाती है।
सी) तरंग प्रतिरोध आर बी, पतवार के पानी के नीचे के हिस्से के आकार पर निर्भर करता है और एक लहर प्रणाली के गठन के लिए मुख्य इंजन की शक्ति के हिस्से की लागत का प्रतिनिधित्व करता है जो पोत के साथ चलती है (चित्र। 26)।
कम गति पर, मुख्य रूप से अपसारी तरंगें बनती हैं। यात्रा की गति में वृद्धि के साथ, अनुप्रस्थ तरंगों का परिमाण बढ़ जाता है, जिसके निर्माण के लिए बड़ी शक्तियों की आवश्यकता होती है; w.h
डी) पतवार के पानी के नीचे के हिस्से में स्थित अलग-अलग उभरे हुए हिस्सों के प्रतिरोध के आधार पर उभरे हुए हिस्सों का प्रतिरोध: पतवार, कोष्ठक, साइड कील्स, उपकरणों के उभरे हुए हिस्से आदि।
इन प्रतिरोधों के मूल्य को निर्धारित करने के लिए (घर्षण प्रतिरोध के अपवाद के साथ, जो गणना और प्रयोग द्वारा निर्धारित किया जाता है), जहाज के मॉडल का परीक्षण विशेष प्रयोगात्मक पूल में किया जाता है, जिसके आयाम 7 मीटर तक की गहराई पर 1500x20 मीटर तक पहुंचते हैं। मॉडल की लंबाई 2-8 मीटर है।
पूल के दोनों किनारों पर बिछाई गई रेल के साथ चलने वाली विशेष गाड़ियों की मदद से इन मॉडलों की टोइंग की जाती है। मॉडल एक डायनेमोमीटर के माध्यम से ट्रॉली से जुड़ा होता है, जो ट्रॉली के पूल के साथ एक निश्चित गति से समान रूप से चलने पर मॉडल के प्रतिरोध बल को मापता है। जहाज के मॉडल एक लकड़ी के फ्रेम (कंकाल) से बने होते हैं जो कैनवास से ढके होते हैं और पैराफिन की एक परत से ढके होते हैं। पैराफिन अच्छी तरह से संसाधित होता है और आसानी से परिवर्तन और बहाली के लिए देता है। कभी-कभी मॉडल पूरी तरह से लकड़ी के बने होते हैं।
परीक्षण मॉडल को गतिशील समानता के नियमों के अनुसार एक पूर्ण पैमाने के पोत के लिए पुनर्गणना करते समय प्राप्त परिणाम। वायु प्रतिरोध R B3 जहाज की सतह के मध्य पोत पर प्रक्षेपण के परिमाण पर निर्भर करता है; गति, गति की दिशा; हवा की गति। यह एक पवन सुरंग में इसके माध्यम से एक मॉडल को उड़ाकर निर्धारित किया जाता है और उच्च गति पर प्रभावशाली आयामों तक पहुंचता है, कुल प्रतिरोध का 10% तक पहुंचता है। सभी व्यक्तिगत प्रतिरोधों को निर्धारित करने के बाद, पोत की गति के लिए कुल प्रतिरोध को उनके योग के बराबर निर्धारित किया जाता है
प्रतिबाधा जहाज के मुख्य की आवश्यक शक्ति का निर्धारण करने का आधार है बिजली संयंत्र, जो प्रोपेलर द्वारा दी गई गति के साथ पोत की आगे की गति में परिवर्तित हो जाता है।
आवश्यक शक्ति तीन प्रकार की होती है
1) रस्सा, या प्रभावी, शक्ति (ईपीएस), एक निश्चित गति से पोत की गति के लिए कुल प्रतिरोध को दूर करने के लिए आवश्यक, अश्वशक्ति में व्यक्त (1 hp = 75 kgm / s); यह बराबर है
जहाँ R कुल प्रतिरोध है, kg
वी - पोत की गति, एम / एस;
2) मोटर शाफ्ट पावर (बीपीएस), यह पिछले एक से बड़ा है और रस्सा के आधार पर निर्धारित किया जाता है, प्रणोदन इकाई की दक्षता, ट्रांसमिशन तंत्र (गियरबॉक्स, कपलिंग, आदि), शाफ्टिंग (समर्थन और बीयरिंग, आदि) को ध्यान में रखते हुए, यह के बराबर है
जहाँ n - दक्षता: n d - प्रणोदन; एन एन - शाफ्टिंग; एन पी - संचरण तंत्र और अन्य;
3) संकेतित शक्ति (JPS), जो बदले में शाफ्ट पर शक्ति से अधिक है और इंजन की दक्षता को ध्यान में रखते हुए, बिजली संयंत्र की आवश्यक शक्ति के बराबर है, अर्थात।
जहाँ C M मशीन की यांत्रिक दक्षता है। सभी दक्षता कारकों के उत्पाद को कहा जाता है कुल प्रणोदन अनुपात, जो आधुनिक जहाजों के लिए मी के भीतर है) = 0.2-0.64। उपरोक्त सभी गणनाएं स्थिर जल प्रतिरोधों को संदर्भित करती हैं। पोत की उत्तेजना, पिचिंग, जम्हाई और अन्य घटनाएं भी पोत की गति को प्रभावित करती हैं, इसे औसतन 7-9% तक कम करती हैं, और एक तेज तूफान और लहरों में - 50-60% तक। मुख्य जहाज बिजली संयंत्र की शक्ति जहाज के प्रणोदन द्वारा जहाज की आगे की गति में परिवर्तित हो जाती है।
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आविष्कार जहाज निर्माण के क्षेत्र से संबंधित है, विशेष रूप से लहरों में जहाज की गति को कम करने के लिए एक उपकरण के डिजाइन के लिए। डिवाइस में जहाज के पतवार में एक वाल्व की संभावना के साथ मिडशिप फ्रेम के क्षेत्र में जहाज के दोनों किनारों पर रखे ऑन-बोर्ड नियंत्रित पतवार होते हैं। पतवार ब्लेड के समानांतर, कम से कम एक अतिरिक्त ब्लेड स्थापित किया जाता है, जो समानांतर रैक के माध्यम से इससे जुड़ा होता है, जिसके सिरे प्रत्येक ब्लेड से मुख्य रूप से जुड़े होते हैं। किसी एक ब्लेड से जुड़े रैक के सिरे 90 o तक के कोण से मुड़ने के लिए एक तंत्र से लैस होते हैं। ऊपरी ब्लेड स्लाइडिंग पावर सिलेंडर के सिरों पर उनके अनुदैर्ध्य कुल्हाड़ियों के साथ घूमने की संभावना के साथ तय किए जाते हैं, जो जहाज के किनारों पर उसके चीकबोन के क्षेत्र में बने निचे से गुजरते हैं। टिका की कुल्हाड़ियों के बीच समानांतर स्ट्रट्स की लंबाई ऊपरी ब्लेड की जीवा की लंबाई के दोगुने के बराबर होती है। ब्लेड का क्षेत्रफल व्यंजक S=(0.03-0.035)V 2/3 से लिया गया है, जहां V जहाज का विस्थापन है। आला के आयाम इसमें दोनों ब्लेड रखने की संभावना प्रदान करते हैं। इसकी लंबाई ब्लेड की कुल लंबाई से अधिक नहीं होती है, और इसकी चौड़ाई उनकी कुल मोटाई से अधिक नहीं होती है। डिवाइस के संचालन की दक्षता जहाज के ऊपर पतवार के अपेक्षाकृत छोटे "ओवरहैंग" के साथ 12-14 समुद्री मील की गति से प्राप्त की जाती है। 3 बीमार।
आविष्कार जहाज निर्माण के क्षेत्र से संबंधित है और जहाज के रोल को मॉडरेट करने के लिए समुद्री जहाजों के निर्माण में इस्तेमाल किया जा सकता है। एक उपकरण को लहरों में एक पोत के रोलिंग को कम करने के लिए जाना जाता है, जो इसके किनारों पर पोत के अंदर स्थित टैंकों के रूप में बनाया जाता है और पानी और वायु चैनलों द्वारा एक दूसरे से जुड़ा होता है और एक टैंक से दूसरे में पानी पंप करने के लिए तंत्र (देखें समुद्री शब्दकोश। एम।: परिवहन, 1965 , 114 पी।)। इस समाधान का नुकसान यह है कि उनका संचालन विशेष तंत्र और उपकरणों के निरंतर संचालन द्वारा सुनिश्चित किया जाता है, जो उनकी विश्वसनीयता को कम करता है, इसके अलावा, वे भारी हैं और जहाज के पतवार के आंतरिक स्थान का हिस्सा हैं। यह लहरों में जहाज के रोल को कम करने के लिए एक उपकरण के रूप में भी जाना जाता है, जिसमें जहाज के दोनों किनारों पर जहाज के दोनों किनारों पर मिडशिप फ्रेम के क्षेत्र में पतवार में एक वाल्व की संभावना के साथ ऑन-बोर्ड नियंत्रित पतवार शामिल हैं (देखें। समुद्री शब्दकोश। एम।: परिवहन, 1965, 114 पी।)
इस समाधान का नुकसान कम (18 समुद्री मील से नीचे) पोत गति पर दक्षता की कमी है। दावा किए गए समाधान द्वारा हल किया जाने वाला कार्य कम (18 समुद्री मील से नीचे) पोत गति पर डिवाइस के कुशल संचालन को सुनिश्चित करने में व्यक्त किया गया है। एक कार्यात्मक समस्या को हल करके प्राप्त तकनीकी परिणाम को 12-14 समुद्री मील की पोत गति पर डिवाइस के प्रभावी संचालन को सुनिश्चित करने के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, पोत के ऊपर पतवार के अपेक्षाकृत छोटे "ओवरहैंग" के साथ। समस्या को इस तथ्य से हल किया जाता है कि लहरों में पोत के रोल को कम करने के लिए उपकरण, जिसमें एक वाल्व की संभावना के साथ, मिडशिप फ्रेम के क्षेत्र में पोत के दोनों किनारों पर रखे गए ऑन-बोर्ड नियंत्रित पतवार शामिल हैं। पोत के पतवार की विशेषता है कि कम से कम एक अतिरिक्त ब्लेड समानांतर रैक के माध्यम से इससे जुड़ा होता है, जिसके सिरे प्रत्येक ब्लेड से मुख्य रूप से जुड़े होते हैं, जबकि एक ब्लेड से जुड़े रैक के सिरे सुसज्जित होते हैं 90 o तक के कोण के माध्यम से मोड़ने के लिए एक तंत्र के साथ, इसके अलावा, ऊपरी ब्लेड स्लाइडिंग पावर सिलेंडर के सिरों पर तय किए जाते हैं, जो उनके अनुदैर्ध्य अक्षों के साथ पारस्परिक आंदोलन की संभावना के साथ होते हैं, जो किनारों पर बने निचे से गुजरते हैं अपने गाल की हड्डी के क्षेत्र में जहाज, और काज कुल्हाड़ियों के बीच समानांतर पदों की लंबाई ऊपरी ब्लेड की तार लंबाई के दोगुने के बराबर है, इसके अलावा, ब्लेड क्षेत्र अभिव्यक्ति से लिया जाता है
एस \u003d (0.03-0.035) वी 2/3,
जहाँ V जहाज का विस्थापन है। इसके अलावा, आला के आयाम इसमें दोनों ब्लेड रखने की संभावना प्रदान करते हैं, जबकि इसकी लंबाई ब्लेड की कुल लंबाई से अधिक नहीं होती है, और चौड़ाई उनकी कुल मोटाई से अधिक नहीं होती है। प्रोटोटाइप और एनालॉग्स की विशेषताओं के साथ दावा किए गए समाधान की विशेषताओं का तुलनात्मक विश्लेषण इंगित करता है कि दावा किया गया समाधान "नवीनता" की कसौटी पर खरा उतरता है। दावों के विशिष्ट भाग की विशेषताएं निम्नलिखित कार्यात्मक कार्यों को हल करती हैं। संकेत "... पतवार के ब्लेड के समानांतर कम से कम एक अतिरिक्त ब्लेड स्थापित किया गया है ..." अवसर प्रदान करते हैं, ceteris paribus, जिसमें बड़ी मात्रा में हाइड्रोडायनामिक बल होता है जो लुढ़कने से रोकता है। विशेषताएं "... समानांतर रैक के माध्यम से इससे जुड़ा एक ब्लेड, जिसके सिरे प्रत्येक ब्लेड से मुख्य रूप से जुड़े होते हैं, जबकि एक ब्लेड से जुड़े रैक के सिरों को एक के माध्यम से मोड़ने के लिए एक तंत्र से लैस किया जाता है। 90 o तक का कोण .. "एक कॉम्पैक्ट "पैकेज" में "तह" उपकरणों की संभावना प्रदान करता है, जो ब्लेड को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किए गए आला के आकार को कम करना संभव बनाता है। विशेषताएं "... इसके अलावा, ऊपरी ब्लेड स्लाइडिंग पावर सिलेंडर के सिरों पर तय किए जाते हैं, उनके अनुदैर्ध्य अक्षों के साथ पारस्परिक आंदोलन की संभावना के साथ, जो जहाज के किनारों पर बने निचे से गुजरते हैं ..." सुनिश्चित करें आला में ब्लेड की सफाई और वहां से उनका विस्तार। संकेत "... उसके गाल की हड्डी के क्षेत्र में ...", पानी की सतह से जितना संभव हो सके क्षेत्र के लिए जगह के स्थान को बाध्यकारी प्रदान करता है। संकेत "... इसके अलावा, काज कुल्हाड़ियों के बीच समानांतर स्ट्रट्स की लंबाई ऊपरी ब्लेड की जीवा की लंबाई के दोगुने के बराबर है ..." आपसी प्रभाव के कारण ब्लेड की सबसे बड़ी दक्षता प्रदान करते हैं (जिस पर ब्लेड पर उत्पन्न होने वाले हाइड्रोडायनामिक भारोत्तोलन बल का परिमाण इस विशेषता से अधिक है, जो ऑपरेशन के दौरान खुद को प्रकट करता है, ब्लेड अलग-अलग होते हैं)। डिवाइस के संचालन के दौरान होने वाले हाइड्रोडायनामिक बलों के विश्लेषण को ध्यान में रखते हुए, यह पैरामीटर प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया गया था। संकेत "... इसके अलावा, ब्लेड का क्षेत्र अभिव्यक्ति से लिया जाता है
एस \u003d (0.03-0.035) वी 2/3,
जहां वी जहाज का विस्थापन है ..." पोत के आयामों के लिए ब्लेड के आयामों को "बाध्यकारी" प्रदान करें। यह पैरामीटर गणना और प्रयोग द्वारा प्राप्त किया जाता है, हाइड्रोडायनामिक बलों की गणना के लिए मौजूदा तरीकों के विश्लेषण को ध्यान में रखते हुए जो डिवाइस के संचालन के दौरान होता है। चित्र 1 योजनाबद्ध रूप से पोत के एक क्रॉस सेक्शन को दिखाता है; चित्र 2 डिवाइस को ऑपरेशन में दिखाता है; चित्र 3 डिवाइस को "मुड़ा हुआ" रूप में दिखाता है। चित्र पोत के बोर्ड 1 को दिखाते हैं, ऊपरी ब्लेड 2, निचला ब्लेड 3, टिका 4 समानांतर रैक 5 को नामित ब्लेड से जोड़ता है, स्टेम 6 पावर सिलेंडर 7, आला दीवारें 8, हाइड्रोलिक वितरण इकाई 9, नलिका 10 और 11, पाइपलाइन 12, पिस्टन 13, हाइड्रोलिक संचायक 14. उपकरण पोत के दोनों किनारों 1 पर स्थित होते हैं, सममित रूप से इसके अनुदैर्ध्य अक्ष के संबंध में, अधिमानतः चीकबोन के ठीक ऊपर मिडशिप फ्रेम क्षेत्र में (ऊपरी ब्लेड 2 पावर सिलेंडर के रॉड 6 से सख्ती से जुड़ा होता है) 7. रॉड 6 और सिलेंडर 7 एक डबल एक्टिंग हाइड्रोलिक सिलेंडर बनाते हैं। क्रिया, जिनमें से छिद्र, पिस्टन 13 के दोनों किनारों पर स्थित हैं, पाइप 10 और 11 और पाइपलाइन 12 के माध्यम से हाइड्रोलिक वितरण इकाई 9. स्वचालित, चैनल स्विचिंग नियंत्रण से जुड़े हैं। उच्च दाब होसेस का उपयोग पाइपलाइनों के रूप में किया जाता है 12. टिका 4 की कुल्हाड़ियों के बीच समानांतर स्ट्रट्स 5 की लंबाई ऊपरी ब्लेड 2 की जीवा की लंबाई के दोगुने के बराबर है, ब्लेड का क्षेत्रफल अभिव्यक्ति S=(0.03-0.035)V 2 से लिया गया है। /3 , जहां V जहाज का विस्थापन है। समानांतर पोस्ट 5 के विपरीत छोर प्रत्येक ब्लेड 2 और 3 से टिका के माध्यम से जुड़े हुए हैं। समानांतर रैक (चित्रों में नहीं दिखाया गया) को मोड़ने के लिए तंत्र का डिज़ाइन किसी भी ज्ञात डिज़ाइन का हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक यांत्रिक गियरबॉक्स के रूप में जो शाफ्ट के रोटेशन को प्रदान करता है, एक कोण पर रिवर्स रोटेशन की संभावना के साथ स्थापित किया जाता है। खोखले ऊपरी ब्लेड की साइड की दीवारों में बने छिद्रों में 90 o तक, और समानांतर रैक में से एक से कठोरता से जुड़ा हुआ है। हालांकि, वास्तव में, इस तंत्र का रचनात्मक कार्यान्वयन पोत के आकार द्वारा निर्धारित किया जाएगा। और, तदनुसार, तंत्र के तत्वों और पूरे उपकरण पर भार। यह सलाह दी जाती है कि ब्लेड 2 की कार्यशील सतहों की "चिकनाई" को बनाए रखते हुए टर्निंग मैकेनिज्म के विवरण की नियुक्ति सुनिश्चित करने के लिए टर्निंग मैकेनिज्म के साथ प्रदान किए गए ब्लेड को खोखला बनाया जाए। ब्लेड की संख्या 2 या अधिक हो सकती है, लेकिन चित्र दो ब्लेड के साथ एक प्रकार दिखाते हैं। दावा किया गया डिवाइस निम्नानुसार काम करता है। यदि डिवाइस को चालू करना आवश्यक है, तो हाइड्रोलिक वितरण इकाई 9 की संबंधित स्विचिंग की जाती है, और हाइड्रोलिक संचायक 14 की गुहा से काम कर रहे तरल पदार्थ संबंधित पाइपलाइन 12 और पाइप 10 के माध्यम से गुहा में बहते हैं। पावर सिलेंडर 7, पिस्टन 13 के तहत, जो आला 8 से ब्लेड 2 और 3 से "पैकेज" के विस्तार की ओर जाता है। ब्लेड पूरी तरह से आला 8 से बाहर होने के बाद, समानांतर रैक 5 को चालू करने के लिए तंत्र चालू करें, ऊपरी ब्लेड 2 की गुहा में घुड़सवार। चूंकि समानांतर रैक 5 और ब्लेड 2 और 3 के किनारे एक स्पष्ट समानांतर चतुर्भुज बनाते हैं, एक रैक 5 के 90 ओ रोटेशन को दूसरा रैक 5 दोहराया जाता है, जिससे उद्घाटन होता है काम करने की स्थिति में ब्लेड का "पैकेज", जब ब्लेड एक दूसरे के ऊपर स्थित होते हैं, ब्लेड के तार की लंबाई के दोगुने के बराबर दूरी पर एक दूसरे के समानांतर होते हैं। ब्लेड 2 और 3 पर पोत की गति के दौरान, एक हाइड्रोडायनामिक बल उत्पन्न होता है, जो जहाज को लुढ़कने से रोकता है। डिवाइस की सफाई करते समय, उपरोक्त चरणों को उल्टे क्रम में किया जाता है, अर्थात। रोटेशन तंत्र के माध्यम से, ब्लेड को एक कॉम्पैक्ट "पैकेज" में "मुड़ा हुआ" होता है, जिसे एक आला 8 में खींचा जाता है, जबकि पिस्टन 13 के नीचे से संपीड़ित तरल को हाइड्रोलिक संचायक 14 में छुट्टी दे दी जाती है, और बाद वाले से यह पाइप 11 के माध्यम से पिस्टन 13 के ऊपर पावर सिलेंडर 7 की गुहा में खिलाया जाता है। फिर सब कुछ दोहराता है।
